基于J750Ex-HD的32位MCU芯片在線測試技術(shù)*

余永濤，王小強，余俊杰，陳煜海，羅 軍

（工業(yè)和信息化部電子第五研究所，廣州 511300）

1 引言

微控制器（Microcontroller Unit，MCU）芯片也稱單片機，采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)將計算機的處理器、存儲器、定時器和多種輸入輸出I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片級的計算機，從而實現(xiàn)控制終端的功能，廣泛應(yīng)用在工業(yè)控制、儀器儀表、汽車電子等領(lǐng)域。隨著MCU向著高集成度、多功能化、低功耗等技術(shù)方向發(fā)展，32位MCU逐漸成為主流，同時大都集成了處理器內(nèi)核、內(nèi)存、模數(shù)轉(zhuǎn)換、鎖相環(huán)（Phase Locked Loop，PLL）電路、中斷系統(tǒng)、特殊功能寄存器以 及 SPI（Serial Peripheral Interface）、I2C（Inter-Integrated Circuit Interface）、GPIOs（General Purpose Inputs/Outputs）通信接口等豐富的用戶資源[1-2]。MCU芯片測試是集成電路產(chǎn)品質(zhì)量保證的關(guān)鍵，對于高集成度、功能日益復(fù)雜的MCU芯片，其測試難度越來越大，測試時間和成本不斷提升，已成為MCU芯片行業(yè)的重要挑戰(zhàn)，受到日益增多的關(guān)注和研究[3-9]。

MCU測試方式主要有兩種：一是面向MCU芯片功能特性的測試，利用上位機通過JTAG（Joint Test Action Group）、SWD（Serial Wire Debug）等數(shù)據(jù)接口將燒寫程序下載到MCU，然后再通過測試設(shè)備提供必要的輸入使MCU芯片處于最小系統(tǒng)工作狀態(tài)并且讀輸出，從而實現(xiàn)MCU的測試[2-3]；二是面向MCU芯片結(jié)構(gòu)的測試，利用ATE（Auto Test Equipment）自動化測試系統(tǒng)，通過施加測試向量模擬微處理器的仿真通信接口來控制微處理器工作，并為被測微處理器提供電源和時鐘信號，同時檢測MCU芯片的模擬和數(shù)字輸出信號，從而實現(xiàn)MCU的測試[4，8]。常規(guī)的燒寫測試方法一般需要下載器，并進(jìn)行多次燒寫，使得測試流程復(fù)雜且測試成本高。基于ATE的測試方法能夠大大減少MCU重復(fù)燒寫次數(shù)，在測試系統(tǒng)上直接測試，成為MCU芯片量產(chǎn)中在線測試的重要技術(shù)手段。……